| 研究課題/領域番号 |
21K14103
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| 研究種目 |
若手研究
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
小区分20010:機械力学およびメカトロニクス関連
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| 研究機関 | 筑波大学 |
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研究代表者 |
伏見 龍樹 筑波大学, 図書館情報メディア系, 助教 (60890944)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2022年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2021年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
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| キーワード | 音響立体ディスプレイ / 音響浮揚 / 音響ホログラム / 最適化 / 自動微分 / 実験的最適化 / 位相勾配 / 超音波 / 画質改善 / 振動子駆動 / 音響立方ディスプレイ / 波面ホログラム |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究は音響立体ディスプレイの一般普及へ向けた課題を波面ホログラム最適化の観点から解決を目指すものである．音響立体ディスプレイ（AVD）とは空中投影ディスプレイの一種であり，浮揚体からの拡散光を用いて画像を生成する為，AVDとユーザの間に隔たりが無い．しかし，画質とフレームレートが低いのが一般普及への課題である．
申請者はAVDの初期プロトタイプを開発し，その理論的性能を明らかにしてきた．その結果，課題解決にはAVDの波面ホログラムの性能向上が必須である事が判明した．そこで本研究ではAVDが持つ課題を解決する損失関数を開発し，音響ホログラムの最適化を行うことでAVDが持つ課題の解決を目指す．
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| 研究成果の概要 |
本研究では、音響ホログラムを最適化し，音響立体ディスプレイの性能向上に寄与する技術を開発しました。具体的には、以下の3つの成果を達成しました。【1 ホログラム最適化手法の拡張】音響ホログラムの最適化アルゴリズムを開発し、音の振幅と位相を同時に制御できることを実証しました。【2 更新速度の向上】音響を使って物体を動かす新しい方法を解析し、振動子の位相を高速に変えずに物体を移動させるシステムを開発しました。【3 画質の向上】音圧や位相を記録しながら最適化を行うシステムを開発し、平衡位置も校正できるシステム開発に成功しました。これらの成果は、音響立体ディスプレイ技術の更なる発展に貢献します。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究では、音響立体ディスプレイの性能向上を目指し、音響ホログラムの最適化を行った。ホログラム最適化手法を拡張し、音の振幅と位相を同時に制御できることを実証しました。これにより、音響装置の開発において重要な指針が得られた。また、更新速度の向上に関して、音響を使って物体を動かす新しい方法を発見した。これにより、振動子の設定を変えずに物体を移動させることが可能となった。さらに、画質の向上を目指して、音圧や位相を記録しながら最適化を行うシステムを開発し、目標の達成のみならず，平衡位置の校正にも成功した。これらの成果は、音響立体ディスプレイ技術の発展に貢献し、さまざまな分野での応用が期待される。
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